DE2033616A1

DE2033616A1 - Zvlinderförmiger Rotor in gedruck ter oder Lamellar Schaltung fur elek trische Antnebsmaschinen sowie Her stellungsverfahren

Info

Publication number: DE2033616A1
Application number: DE19702033616
Authority: DE
Inventors: Lacroux Gerard Chatenay Malabry Margrain Pierre (Frankreich)
Original assignee: Etablissements E Ragonot, Malakoff (Frankreich)
Priority date: 1969-07-10
Filing date: 1970-07-07
Publication date: 1971-01-14
Also published as: BE753197A; CA941591A; FR2052056A5; GB1322065A; LU61257A1; US3694907A

Description

Etablissements E. Ragonot Malakoff, 7 a 15, Boulevard Gabriel Peri (Frankreich)

!,Zylinderförmiger Rotor in gedruckter oder Lamellar-Schaltung für elektrische Antriebsmaschinen sowie Herstellungsverfahren"

Französische Priorität vom 10. Juli 1969 aus der französischen Patentanmeldung Nr. 69/23 496 (Seine)

Die Erfindung betrifft einen zylinderförmi-

gen Rotor in gedruckter oder Lamellar-Schaltung für elektrische Antriebsmaschinen mit geringem Trägheitsmoment sowie das zugehörige Herstellungsverfahren.

Die verschiedenen Zweige der Steuerungstechnik sowie der Informatik benötigen elektrische Antriebe mit j minimalem Trägheitsmoment, die in der Lage sind, aus dem Ruhezu- ^; stand bzw. irgendeinem Geschwindigkeitsbereich heraus sehr schnell, eine konstante Geschwindigkeit zu erreichen. Diese Forderung er- j hebt sich beispielsweise für Antriebsmotoren von Magnetbandeinheiten der Datenverarbeitungsanlagen bzw. Rechner.

Bisher wurden verschiedene Typen von Motoren oder Generatoren mit geringem Trägheitsmoment entwickelt, wobei insbesondere ein Typ zu erwähnen ist, bei dem der Rotor im wesentlichen durch eine zylinderförmige Wicklung dargestellt wird, die im Luftspalt eines Magnetfeldes umläuft, wobei der Metallteil dieses Feldes feststeht. Die Wicklung besteht aus Spulen, die eine einzige Windung aufweisthund in Form einer gedruck-

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ten oder Lamellarschaltung ausgeführt ist.

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Innerhalb der herkömmlichen Aufbauform dieser Rotoren ist ein erstes Wicklungs-RolrteLl in gedruckter oder

■ ausgestanzter Kupferschaltung mit Zuleitungen, ein zweites Rohteil mit Rückleitungen ausgerüstet. Die beiden flachliegenden Rohlinge werden aufeinandergesetzt, zylinderförmig gewickelt und miteinander verbunden, um die Windungen der Spulen zu bilden. Hierbei sind zwei Anschlußserien erforderlich und zwar eine auf

, der hinteren und die andere auf der vorderen bzw. Kollektor-Seite. Die Herstellung von zylinderförmigen Wicklungen aus diesen flachen Rohlingen wirft ein Verbindungsproblem an den Enden auf, das im allgemeinen durch einen leiterweisen Anschluß in der Verbindungszone gelöst wird.

; Der erfindungsgemäße Aufbau ermöglicht in

verbesserter Form die Herstellung von Rotoren, für Motoren oder : Generatoren mit geringem Trägheitsmoment, wobei die Rotorwick-' lung aus Spulen in Form von gedruckten oder Lamellarschaltungen j mit einer oder mehreren Windungen aufgebaut werden.

Ein erfindungsgemäßer Rotor mit geringem ;

[ Trägheitsmoment besteht aus einem Hohlzylinder, auf dem sich !

, eine Wicklung in gedruckter bzw. Lamellarschaltung mit einer j

ι oder mehreren Windungen befindet. Hohlzylinder und Wicklung wer- ι

den getrennt hergestellt und im Anschluß daran mit Hilfe einer ;

erfindungsgemäßen Einbauvorrichtung nach einem erfindungsgemäßen Verfahren miteinander verbunden.

Gemäß der Erfindung wird die Wicklung durch

- ■

Faltung und anschließende Zylinderformung eines, flachen Rohlings _;

■ hergestellt, auf dem sich die Zuleitungen und Rückleitungen in i der Form befinden, die sie nach Abwicklung der fertigen Rotor- I wicklung in einer Ebene aufweisen, wobei das oder die Schaltenden j

ι der hinteren und der vorderen, bzw. Kollektorseite der Wicklung, ' als Gelenkpunkte auftreten. Die übereinanderliegenden Schichten der Zuleitungen und Rückleitungen, aus denen diese Wicklung be-

' steht, sind doppelt ausgeführt und flach ausgelegt.

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, Erfindungsgemäß kann der Hohlzylinder aus

Plastikwerkstoff, Zellulosematerial, harzverstärktem Fiberstoff, Keramik oder Metall gefertigt werden.

Wird der Hohlzylinder aus Metall gefertigt,

so befindet sich dieses Metall erfindungsgemäß um einen Auflagekern herum angeordnet, der entweder ganz oder teilweise aus einem harten Metall, oder aber teilweise aus einem harten Metall und ; teilweise aus einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt besteht. ; Diese Auflage wird während der Endphase der Herstellung des Ro- j tors fast völlig entfernt, wodurch ein hohler Rotor mit geringem Trägheitsmoment entsteht.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Montage

einer Wicklung auf einen beschriebenen Hohlzylinder zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Rotors dadurch, daß diese Wicklung auf diesen Zylinder aufgeklebt wird. Bis zum Abschluß des Klebevorgangs befindet sich diese Einheit in einem Druckgefäß mit Destillierblase. Die Klebeverbindung zwischen Wicklung und Hohlzylin-! der kann noch durch eine Bandagierung durch Auflage eines Metall-· films um die isolierte Windung verstärkt werden. Die Erfindung ^; bezieht sich einerseits auf die Schaffung des erfindungsgemäß auf-j gebauten Rotors mit geringem Trägheitsmoment und andererseits auf ] das Herstellungsverfahren und die zur Herstellung verwendeten

er zeuge. In den Zeichnungen ist der erfindungsgemäß aufgebaute Rotor sowie Teile des Verfahrens zur Herstellung die- \

ses letzteren anhand mehrerer beispielsweise gewählten Ausführungsjformen schematisch veranschaulicht. Es zeigen: i

- Figur 1 - eine Spule mit einer Windung für eine elektrische j

Masohine;

- Figur 2 - einen Spulenrohling mit einer aus einer Windung bestehenden Wicklung gemäß einer ersten, erfindungsgemäßen Aufbauform;

-.Figur 3 - die Herstellung der Zylinderform des in Figur 2 dargestellten Rohlings;

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— Il ·—

- Figur 4 - eine vereinfachte Darstellung einer mit einem erfindungsgemäß aufgebauten Rotor ausgerüsteten Maschine;

- Figur 5 - einen Wicklungsrohling mit einer aus einer Windung

bestehenden Spule gemäß einer zweiten, erfindungsgemäßen Aufbauform;

- Figur 6 - eine schematische Teildarstellung im Längsschnitt

eines aus Metall bestehenden Hohlzylinders und zwar innerhalb der Herstellungsphase, in der der Kern aus einem anderen, harten Metall, der als Auflage dient, noch nicht abgenommen wurde (der Hohlzylinder gehört zu dem in Figur U dargestellten Rotor);

- Figur 7 - eine schematische Längsschnittdarstellung des Zylinders der Figur 6, bei dem die Wicklung gerade auf die äußere Oberfläche aufgeklebt wird und die Wicklung sowie der Zylinder sich in einem Druckgefäß mit Destillierblase befinden;

- Figur 8 - eine schematische Teilschnittdarstellung in Längsrichtung der aus Zylinder und Wicklung (der Figur 7 gebildeten Einheit, wobei die Wicklung aufgeklebt und der als Auflage bei der Herstellung des Zylinders verwen- \ dete Hartmetallkern entfernt wurde; . :

- Figur 9 - eine schematische Teilschnittdarstellung in Längsrichtung eines Kerns, der teilweise aus einem Hartmetall ; und teilweise aus einem niedrig schmelzenden Metall besteht und für die Herstellung des Hohlzylinders aus Metall bestimmt ist, der zu dem in Figur H gezeigten Rotor gehört;

- Figur 10 - eine schematische Teilschnittdarstellung,in Längsrichtung und vergrößert, eines Rotors der in Figur 4 dargestellten Art, dessen Wicklung auf dem aus Metall bestehenden Hohlzylinder durch eine Bandagierung gehal-! ten wird; j

- Figur 11 - einen Wicklungsrohling mit Spulen aus zwei Windungen

gemäß der Erfindung;

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- Figur 12 - eine Teilschnittdarstellung in Längsrichtung einer j Wicklung, die auf einem in Figur 11 dargestellten ; Rohling aufgebaut wird und ■ . " i

-. Figur 13: eine teilweise Querschnittdarstellung der in Figur 12!

gezeigten Wicklung, die die Verbindung zwischen* den \ Schichten der Zuleitungen und der Ableitungen bzw. j Rückleitungen darstellt. j

Der nunmehr folgende Beschreibungsteil bezieht sich auf erfindungsgemäß aufgebaute Rotoren, von denen einer in Figur 4 dargestellt wurde. Ein kompletter, erfindungsgemäß aufgebauter Rotor 10 besteht aus einem Hohlzylinder 11, auf den eine Wicklung 12 aufgebracht ist. Der Rotor 10 wird innerhalb eines Luftspaltes einer Magnetschaltung untergebracht, die einen festen Kern 13 sowie ebenfalls feststehende Induktions-; pole N-S aufweist. Um die Rotation des Rotors 10 innerhalb des Luftspaltes zu ermöglichen, können zwischen dem Kern 13 und dem Rotor 10 Kugelkränze Ik eingesetzt werden. Zwei diametral entge- ■ gengesetzt liegende Abnehmer 15 schleifen auf einem Kollektor, ■■-dessen Lamellen durch gerade Teile der Ein- und Ausgänge der Lei-j ter gebildet sein können.

Bei der Wicklung 12 handelt es sich um einen

allgemein als „verschachtelt" bezeichneten Typ, dessen Spulen jeweils eine oder mehrere Windungen aufweisen. Obwohl es sich bei diesen Angaben um allgemein bekannte Voraussetzungen handelt, dienen die folgenden Erläuterungen der Bestimmung dieses Wicklungstyps .

In Figur 1 wurde eine Spule dargestellt, die

mit nur einer Windung ausgerüstet ist; an dieser Windung ist eine Zuleitung A (als durchgezogener Strich) mit einem Eingang E am Ursprung sowie eine Rückleitung R (als gestrichelte Linie) mit einem Ausgang S an ihrem Ende erkennbar. Ein- und Ausgang liegen auf der vorderen bzw. Kollektor-Seite, das Schaltende auf der hinteren Seite. Um den Rotor herum sind mehrere, in gleicher Art aufgebaute Spulen in sich überlappender Form angeordnet und zwar

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derart, daß die Zuleitungen und Rückleitungen nebeneinander in Längsrichtung des Rotors, d.h. in zwei Bahnen angeordnet liegen, wovon die eine durch die Zuleitungen A und die andere durch die Rückleitungen R gebildet wird. Der Eingang jeder Spule (die sich auf einer der Schichten befindet) ist mit dem Ausgang der (auf der anderen Bahn) angrenzenden Spule verbunden, wodurch eine (in sich geschlossene) Endloswicklung entsteht, die im allgemeinen als „verschachtelte" Windung bezeichnet wird. Neben dieser beispielhaft gewählten Wicklungsart können gleichmaßen andere Typen gewählt werden, innerhalb derer die Leiter in zwei Bahnen angeordnet sind_.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Anwendungsform wird ein Wicklungsrohling 12 mit Hilfe einer gedruckten Schaltung in der Art der in Figur 2 dargestellten· aufgebaut.

Die Schaltungsplatte besteht aus einer ela-

stischen Isoliermaterialauflage 1 geringer Stärke, auf deren einer! Seite eine Kupferfolie aufgebracht ist, die entsprechend dem ' Schaltungsbild der Zuleitungen Al .... An und den Rückleitungen ; Rl .... Rn ausgeschnitten ist, nachdem die Wicklung 12 in einer ' Ebene abgewickelt wurde und zwar mit dem Schaltende X-X dieser Spule als Gelenkpunkt und bei Verdopplung und Flachausrichtung der beiden durch die Leiter gebildeten Bahnen, die beide übereinanderliegen. Hieraus ist zu ersehen, daß die Leitergruppe eine Streifenanordnung in parallel verlaufender Zigzag-Linie bildet, ; wobei das auf der einen Seite des Gelenkpurikfces X-X liegende j Teil die gleiche Höhe wie das andere Teil, jedoch mit'einer Krüm- !

mung in Gegenrichtung, aufweist. Jeder dieser Streifen bildet die Zuleitungen und Rückleitungen einer eine Windung umfassenden Spüle der Wicklung 2.

Um eine zylinderförmige Wicklung 12 mit Hilfe eines in Figur 1 dargestellten Rohlings herzustellen, werden die Enden der Isolierauflage 1 entlang der an diesen Enden liegenden Leiterumrisse Al-Rl und An-Rn abgeschnitten, anschließend wird der Rohling entlang des Gelenkpunktes X-X abgewinkelt, wobei die isolierte Fläche des Rohlings innerhalb der Abkantung

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liegt. Anschließend wird die Isolierfläche mit Kleber bestrichen und von Hand oder über einen zylinderföraiigen Dorn derart eingerollt, daß eine Zylinderform entsteht, innerhalb der die ersten Leiter Al-R2 jeweils auf den letzten Leitern An-Rn liegen. Aus : Figur 3 ist ersichtlich, daß infolge ihrer Krümmung einige erste : Zuleitungen Al eine Zunge bilden, während die Rückleitungen umgekehrt eine Aussparung bilden; ebenso verhält es sich bei einigen letzten Zuleitungen An .. und Rückleitungen Rn ... Werden die ^: ersten und die letzten Leiter übereinandergelegt, so greifen die • Zungen 2 genau in die Aussparungen 3 ein und liegen übereinander. Dadurch, daß die isolierende Seite des Rohlings in das Innere der Abkantung verlegt wurde, liegen die Zungen jeweils mit ihren isolierten Teilen aufeinander. Ist der Klebevorgang abgeschlossen, so ist hiermit ein Hohlzylinder entstanden, der praktisch keine-■ Anschlußverbindung erkennen läßt. Die äußere Seite des Zylinders '"■ trägt eine der Leiterbahnen, z.B. die der Zuleitungen, während : die innere Seite die Bahnen der anderen Leitungen trägt; hier-ί durch sind die beiden Bahnen gegenseitig isoliert. Es entsteht,

somit keine Unterbrechung zwischen einer Zuleitung und einer ' Rückleitung ein und derselben Spule. Auf der Seite des Kollektors \ bleiben die Spulen indessen noch geöffnet: ein Eingang jeder Spu- \ Ie liegt gegenüber dem Ausgang der benachbarten Spule und zwar in ! der der Verbindung entsprechenden Lage. Eine einfache Lösung, . die Eingänge mit den Ausgängen elektrisch zu verbinden, besteht

darin, an diesen Ein- und Ausgängen auf der Schaltungsplatte Boh- ; rungen k vorzusehen und diese mit einem an Kupfer haftenden Metall j auszufüllen, z.B. mit Zinn; hierzu brauchen die Ein- und Ausgänge

I lediglich in ein Zinnbad getaucht zu werden. Die Bohrungen 4 köni rm in die Schaltungsplatte im flachen Zustand, d.h. zum Zeitpunkt I des Schreibens der gedruckten Schaltung eingebracht werden. Im

allgemeinen ist es nicht erforderlich, einen Anschluß der Wicklung ι 12 an einen Kollektor vorzusehen, da die geraden Leiterteile, j i die die Eingänge E (bzw. die Ausgänge) bilden, direkt als Kollek- ; i torlamellen (Figur 1) vorgesehen werden können. ,

' . Für den Aufbau der beschriebenen Wicklung 12

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ist es empfehlenswert, eine gedruckte Schaltungsplatte zu verwenden, deren Isolierauflage 1 ausreichend dünn ist und Elastikeigenschaften aufweist, die es ermöglichen, ohne weiteres eine Abkantung und ein Einrollen zur Zylinderform vorzunehmenj die Auflage 1 kann beispielsweise aus einer Polyester- oder Terephthalat-Folie von einigen zehn Mikron Stärke bestehen. Die Kupferbeschichtung der Auflage 1 kann eine beliebige Stärke besitzen, die lediglich von der Stromstärke abhängt, die in der Wicklung 12 fließt, sowie von der Breite des Luftspaltes, in dem die Wicklung 12 liegt. Sollen die Enden der Spule als Kollektorlamellen verwendet werden und besitzen diese eine nur sehr schwache Kupferstärke von beispielsweise einigen Mikron, so kann diese Stärke durch eine ElektrοIysebehandlung an der Stelle der Abnehmerspitze erhöht werden.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Aufbauform wird der in Figur 5 dargestellte Rohling der Wicklung 12 durch Ausschneiden einer flachen Metall- bzw. Kupferfolie hergestellt. Die Leiter Al ... und Rl ... besitzen die gleiche Grundform wie in Figur 2 dargestellt, sind jedoch miteinander durch Brücken K, L, M verbunden, die in Höhe der Enden E und S sowie in Höhe des Gelenkpunktes X-X stehenbleiben. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß die einzelnen Leiter auseinanderfallen würden, wenn sie nicht miteinander verbunden wären. IhE Dreipunktverbin- : dung ermöglicht jedoch eine leichte Weiterverarbeitung der ausge- ; schnittenen Kupferfolie.

Um eine Wicklung 12 aus einer ausgeschnittenen Kupferfolie aufzubauen, wird diese Folie entlang des Gelenkpunktes zusammengefaltet und auf einem zylinderförmigen Dorn bzw. direkt auf dem Hohlzylinder 11 gerundet. Nach dieser Formung : wird ein dünnes Rohr aus Isoliermaterial auf das Innere der Falte ■ geklebt, d.h. zwischen die Bahn der Zuleitungen A und die Bahn der Rückleitungen R. Anschließend werden die Eingänge elektrisch mit j den Ausgängen verbunden. Nunmehr können die Brücken K, L, M, die ; die Leiter auf der hinteren und der Kollektorseite miteinander ; verbinden, entfernt werden.

Gemäß einer Aufbauvariante wird die ausge- : schnittene Kupferfolie auf eine elastische Isolierschicht aufge- i

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klebt, um hernach in beschriebener Form gefaltet und gerundet zu ^!

Für eine Wicklung 12 aus Spulen mit zwei

Windungen ist ein erfindungsgemäß aufgebauter Rohling in Figur 11 ' dargestellt. Dieser Rohling kann entweder aus einer gedruckten : Schaltplatte oder aus einer ausgeschnittenen Kupfer folie hergestellt werden, die nach der beschriebenen und in den Figuren 2 und 5 dar-· gestellten Weise auf eine elastische Isolierauflage aufgeklebt ; wird. Die gegebenen Beispiele bezogen sich auf die Herstellung ein$r Wicklung 12 mit eine einzige Windung umfassenden Spulen. Der in Figur 11 dargestellte Rohling zeigt die Zuleitungen der ersten

• Λ · £ί

na

die Rückleitungen der ersten Windungen

A . und nb

Windungen A.

R. . . .R ,- die Zuleitungen der zweiten Windungen A.,

J-el 1"IcL J, L)

die Rückleitungen der zweiten Windungen R.. ... R, , wenn nach Abwicklung der Wicklung 12 in einer Ebene die aufeinanderliegenden Bahnen A, B, C, D der Zuleitungen und Rückleitungen der ersten und zweiten Windungen verdoppelt werden; als Gelenkpunkt werden hierbei die hinteren Schaltenden X-X, Z-Z und das vordere Schalt- ' ende Y-Y dieser Wicklung 12 verwendet. Die Leiter bilden in ihrer Gesamtheit eine parallel verlaufende Streifenanordnung in Zick-Zack· .Form. Jeder dieser Streifen stellt die Zuleitungen und Rücklei- j tungen einer zwei Windungen umfassenden Spule dar. Lediglich die Zuleitungen der ersten Windungen A. ... A _ und die Rückleitungen

- ~ J.O. XlcL

der zweiten Windungen R., ... R , sind mit geraden Abschlußteilen !versehen, die die Eingänge E und die Ausgänge S der Spulen darstellen. Die Eingänge E können direkt als Kollektorlamellen ein-

:gesetzt werden.

; Um mit Hilfe des in Figur 11 dargestellten

'Rohlings eine zylinderförmige Wicklung 12 herzustellen, wird die jIsoliermaterialschicht 16 nach den Umrissen der Leiter A^₃- R^₃ -

- ^Rlb ^{und A}na - ^Rna " ^Anb

- R

ausgeschnitten.

Ib "Ib """ na na "nb nb
j Der auf diese Weise herausgeschnittene Rohling wird zuerst entlang j des Gelenkpunktes Y-Y gefaltet, wobei die isolierende Seite des ■Rohlings an der Außenseite der Falte liegt und eine isolierende und klebende Folie zwischen die Bahnen der Zuleitungen der zweiten Windungen A., .

A . und die Rückleitungen der ersten Win-

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I düngen R. ... R eingeschoben wird. Im Anschluß daran wird der

. -la. Ha.

Rohling nacheinander entlang der Gelenkpunkte X-X und Z-Z g-ei faltet, wobei die isolierende Fläche auf der Innenseite der Falte , liegt, damit nach der Klebung eine Übereinanderlagerung der in ; Figur 12 gezeigten Art der Leiterschichten .entsteht. Der auf die-I se Weise gefaltete und geklebte Rohling wird nunmehr zu einem Zy- ;linder gerundet, wobei die überstehenden Ränder wie aus Figur 13

' ersichtlich durch Klebung befestigt werden. ' ■

! Eine erfindungsgemäß aufgebaute Wicklung 12

^!mit Spulen, die mehr als zwei Windungen aufweisen, wird in gleicher Weise hergestellt, wie dies bei einer Wicklung 12 mit zwei Windungen umfassenden Spulen der Fall ist.

', . Die erfindungs gemäß aufgebaute Wicklung 12

!wird auf einen Hohlzylinder 11 (Figur 4) montiert, wodurch ein ; Rotor mit geringem Trägheitsmoment 10 entsteht-.

i Gemäß der Erfindung muß der Hohlzylinder 11

!leicht ausgeführt sein, damit das Trägheitsmoment des Rotors 10 !nicht erhöht wird. Darüberhinaus muß dieser ausreichend schwach

!ausgeführt sein, damit der Luftspalt nicht übermäßig verringert ; ; wird und eine Festigkeit aufweisen, die eine Beibehaltung der : Kreisform ermöglicht. Dieser Zylinder 11 kann aus Plastikmaterial,j

'. Zellulosewerkstoff, harzverstärktem Fibermaterial oder Metall be- Ϊ

stehen, vorausgesetzt, daß die äußere Oberfläche durch eine Iso- \

jlierstoffauflage geschützt wird. In Fällen, in denen eine gute ■

!Wärmeableitung erforderlich ist, kann der Zylinder 11 auch aus ;

j Berylliumoxyd oder Keramik bestehen _s wodurch eine Wärmeleitfähig- !

:keit gegeben ist, die der des Kupfers gleichzusetzen ist. j

: i

; Wird der Hohlzylinder ¹Il aus Metall gefertigt!,

:so hat dieses vorzugsweise eine bzw. mehrere, folgende Eigenschaften aufzuweisen:bei einer schwachen inneren Spannung von unter 100 kg/cm² in dicker Schicht aufdampfbar, gute mechanische Eigenschaften, hohe Werte für Festigkeit, Druckverhalten und Youngsches Modul, geringe spezifische Masse und einen hohen spezifischen Leitungswiderstand, um einen Rotor zu erhalten, der im Betrieb nur einen geringen Verlustfaktor durch Wirbelströme aufweist.

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- ii -■

^: ■ Ein Metall dieser Eigenschaften ist beispielsweise Nickel. Ein aus Nickel bestehender Hohlzylinder 11 wird nach dem nunmehr beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren

^ ' In.einem Nickelsulfamat- oder ähnlichem Bad wird auf einen zylinderförmigen Kern 18 aus Weicheisen (siehe Figur 6) über eine Elektrolysebehandlung eine Schicht 19 aus Nickel einer homogenen Stärke in der Größenordnung von 0,25 bis 0,30 mm aufgebracht.

Dieser Kern 18 besteht aus einem zylinderförmigen Teil 20 und einem zylinderförmigen Koaxialabschluß 21, der zuerst dem Kern 18 als mechanische Achse bei der Herstellung des Hohlzylinders 11 und später dem fertigen Rotor 10 dient.

Der mit einer Außenschicht 19 aus Nickel

ausgerüstete Kern 18 wird genauestens auf Einhaltung seiner Zylinderform geprüft. Auf der mit Isolier- und Klebharz behandelten Nickelschicht 19 des Kerns 18 wird ein vorher gefalteter Wicklungsrohling 12 (Figuren 2, 5, 11) aufgewickelt, dessen üb.ereinanderliegende Leiterbahnen geklebt sind.

. Nach der Verklebung der sich überdeckenden

Enden des Wicklungsrohlings 12 wird die aus Nickelkern und Spulen- bzw. Wicklungsrohling 12 bestehende Einheit in ein Druckge-

; faß 22 gebracht, wobei eine zylinderförmige Blase 2 3 eine unter Druck stehende Flüssigkeit über eine Zuleitungsrohrleitung 2M- aufnimmt, sich ausdehnt und einen zu überwachenden und sich gleichmäßig ausbreitenden Druck auf die Einheit des Wicklungsrohlings 12 und den vernickelten Kern 18-19 wirken läßt, der beibehalten

: wird, bis der Kleber abgebunden bzw. die Polymerisation des Klebharzes stattgefunden hat.

Die aus vernikeltem Kern (18-19) und Wick-

■ lungsrohling 12 bestehende Einheit wird nunmehr aus dem Druckgefäß herausgenommen und einem BearbeitungsVorgang unterzogen, bei dem fast der gesamte zylinderförmige Teil 20 des Kerns 18 (Figur 8) entfernt wird, ohne jedoch die Nickelschicht 19 zu berühren. Diese mechanische Bearbeitung kann durch eine chemische Nachbehandlung vervollständigt werden. Die Nickelschieht 19 und der

, ■■ - 12 -

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restliche Teil des Kerns 18 bilden den in Figur 4 dargestellten und auf den vorhergehenden Seiten beschriebenen Hohlzylinder 11.

Um eine höhere Festigkeit zu erreichen, kann

die Nickelschicht 19 mit einem zylinderförmigen Randteil 25 (Figuren 6 und 8) versehen werden. Hierzu wird der Kern 18, auf dem die Nickelschicht 19 aufgebracht wird, mit einem zylinderförmigen Körper 20 versehen, der ein erweitertes Randteil 26 (Figur 6) be-

sit zt · ·

Gemäß der Erfindung kann es sich bei dem

Kern, der für die Herstellung des Hohlzylinders 11 bestimmt ist, um einen Kern 27 (Figur 9) handeln, der teilweise aus hartem Metall und teilweise aus einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt besteht, um das Entfernen des zylinderförmigen Teils zu erleichtern, daß nach der Nickel- 19 oder anderen Metall-Auflage abgenommen werden muß. Ein solcher Kern 27 besteht aus einer Achse 28, einem Nabenteil 29 aus hartem Metall und einem zylinderförmigen Körper 30 aus einem Metall bzw. einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt (100⁰C bis 130⁰C).

Nachdem das Teil genau auf Zylinderform geprüft wurde, wird der Kern 27 zuerst verkupfert, bevor durch eine Elektrolysebehandlung eine Metallschicht, z.B. eine Nickelschicht 19 aufgebracht wird. Auf diese Nickelschicht 19 wird die Wicklung 12 in der auf den vorhergehenden Seiten geschilderten Weise aufgeklebt. Die aus vernickeltem Kern 27 und Wicklung 12 bestehende Einheit wird nunmehr auf die Schmelztemperatur des Metalls bzw. der Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt gebracht, aus der der zylinderförmige Körper 30 besteht. Dieses Metall bzw. diese Legierung schmilzt ab, wobei jedoch die mit einem Kupferfilm versehene Nickelschicht 19 erhalten bleibt. Das restliche Metall bzw. Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt wird durch Nacharbeitung entfernt. Der als Kriterium dienende Kupferfilm wird anschließend durch eine chemische Behandlung entfernt. '

Für Einsatzfälle, in denen der Rotor 10 einer

sehr hohen Umlaufgeschwindigkeit ausgesetzt ist, kann die Wicklung 12 mit einer Bandagierung versehen werden.

Gemäß der Erfindung wird die isolierende

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Außenschicht 31, die sich auf den Leitern der Wicklung 12 befindet, einer Metallisierung mit nachfolgender Elektrolysebehandlung bei Auflage einer starken Metall-, d.h. beispielsweise Nickel- | schicht 32 (Figur 10) unterzogen.

Um zu einer möglichst leichten Ausführung

des Hohlzylinders 11 des Rotors 10 zu gelangen, können in den ' Nabenteil Erleichterungsbohrungen 33 eingebracht werden (Figuren 8 - 9).

Aus der vorangegangen Beschreibung geht hervor, daß der erfindungsgemäß aufgebaute Rotor 10 in sehr einfacher¹ Weise hergestellt werden kann.

Der Wicklungsrohling 12 wird flach aus einer

einzigen Folie hergestellt, während bei früheren Anwendungen dieser Art jeweils eine getrennte Folie für die Zuleitungen und die Rückleitungen vorgesehen werden mußte. Durch den erfindungsgemässen Aufbau werden somit nicht nur die Anzahl der einzusetzenden Teile verringert, sondern darüberhinaus Einpaß- und Anschlußarbeiten überflüssig. Als einziger auszuführender Anschluß ist die Verbindung an der Kollektorseite zu nennen. Außerdem werden bei dem erfindungsgemäß aufgebauten Rohling 12 die beiden zu einem j Zylinder gerundeten Enden direkt verbunden, ohne daß hierbei,- ; wie dies bei früheren Anwendungen der Fall war,- eine leiterweise j Verbindung an der Anschlußstelle erfolgen muß. j

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Claims

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Etablissements E. Ragonot Malakoff, 7 a 15, Boulevard Gabriel Peri (Frankreich)

Patentansprüche :

Zylinderförmiger Rotor mit geringem Trägheitsmoment für elektrische Antriebsmaschinen, dessen Wicklung in Form einer gedruckten oder Lamellarschaltung aus Bahnen von überlagerten Zuleitungen und Rückleitungen besteht und dieser Rotor auf einen Hohlzylinder montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (12) in gedruckter oder Lamellarschaltung aus Spulen besteht, von denen jede, unabhängig von der Anzahl ihrer Windungen,von einer einzigen, durchlaufenden Leiterbahn gebildet wird, die durch Druck, Ausschnitt, Stanzung· oder Faltung entsteht.

Rotor mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch 1, dadurch gej kennzeichnet, daß die Wicklung (12) in gedruckter oder Lamel- ! larschaltung durch Faltung, Rundung und Klebung eines flachen _; Wicklungsrohlings entsteht, auf dem parallel zueinander ver- j laufende durchgehende Leiterbahnen vorgesehen sind, die jewerN die Zuleitungen A. ... A und die Rückleitungen R^ ... R_R der Windungen einer Spule bilden, wobei nach dem Abwickeln der Wicklung (12) in einer Ebene, die übereinanderliegenden Leiterbahnen für die Zuleitungen und Rückleitungen der Windungen verdoppelt werden und als Gelenk'punkt die Schaltenden dieser Wicklung gewählt werden.

Rotor mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungsrohling (12) in gedruckter Schaltung mit einer dünnen, elastischen Isolierstoffauflage (j versehen ist.

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4. Rotor mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Ausschnitt aus einer Metallfolie entstandene Wicklungsrohling (12) Zuleitungen und Rückleitungen der Windungen von Spulen aufweist, die miteinander durch die Brücken (K, L, M) verbunden sind.

5. Rotor mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungsrohling (12) Zuleitungen und Rückleitungen der Windungen von Spulen aufweist, die aus einer Metallfolie herausgeschnitten und nach Entfernen der sie verbindenden Brücken (K, L, M) auf eine dünne, elastische Isolierstoff auf lage aufgeklebt sind.

6. Rotor mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Auflage der Seitenteile des Wicklungsrohlings (12) entsprechend der Form der Leiter und benachbarten Rückleitungen ausgeschnitten ist.

7. Rotor mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß dieser als Wicklungsauf lage (12) einen Hohlzylinder (11) aus Plastikmaterial besitzt.

8. Rotor mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als Wicklungsauflage (12) einen Hohlzylinder (11) aus Zellulosematerial oder einem harzverstärkten Fiberstoff besitzt.

9. Rotor mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als Wicklungsauflage (12) einen Hohlzylinder (11) aus Keramikmaterial besitzt.

10. Rotor mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet," daß dieser als Wicklungs auf lage (12) einen Hohlzylinder (11) aus Berylliumoxyd besitzt.

11. Rotor mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als Wicklungsauflage (12) einen ' Hohlzylinder (11) aus Metall besitzt. ;

12. Rotor mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als Wicklungsauflage (12) einen Hohlzylinder (11) aus Nickel besitzt.

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13. Rotor mit geringem Trägheitsmoment nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als Wicklungsauflage (12) einen Hohlzylinder (11) besitzt, der mit einem gewölbten Rand (25) versehen ist.

14. Herstellungsverfahren des Rotors mit geringem Trägheitsmoment nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 11, 12, dadurch gekennzeichnet', daß bei diesem Verfahren durch Elektrolyse eine Metallschicht" (19) auf einen zylinderförmigen Metallkern (18 oder 27) aufgebracht wird, daß ferner die Wicklung (12) durch Faltung und Rundung eines flachliegenden Wicklungsrohlings entsteht, wonach die Wicklung (12) auf die Metallschicht (19a) aufgeklebt wird, die sich auf dem zylinderförmigen Metallkern (18 oder 27) befindet, daß ferner durch mechanische Bearbeitung ein großer Teil dieses zylinderförmigen Körpers (20 oder 30) von diesem zylinderförmigen Metallkern (18 oder 27) abgetragen wird, wobei jedoch die Metallschicht (19) unberührt bleibt, aus der der Hohlzylinder (11) entsteht.

15. Herstellungsverfahren des Rotors mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Elektrolysebehandlung eine Metallschicht (19) auf einen zylinderförmigen Kern (18) aus beispielsweise Weicheisen aufgebracht wird.

16. Herstellungsverfahren des Rotors mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Elektrolysebehandlung eine Metallschicht (19) auf einen zylinderförmigen Kern (27) aufgebracht wird, der teilweise aus einem harten Metall (28, 29) und teilweise aus einem Metall oder einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt (30) besteht.

17. Herstellungsverfahren des Rotors mit geringem Trägheitsmoment ; nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Elektro-, lysebehandlung eine Metallschicht (19) auf einen zylinderförmigen Kern (27) aufgebracht wird, der vorher verkupfert wurde und mit eira? Achse (28 und einem Nabenteil (29) aus hartem Metall und mit einem zylinderförmigen Körper (30) aus einem- Metall mit niedrigem .Schmelzpunkt versehen ist.

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18. Herstellungsverfahren des Rotors mit geringem Trägheitsmoment nach Anspruch IM-, dadurch gekennzeichnet, daß beim Klebevorgang, d.h. während des Abbindevorgangs des Klebers der Wicklungsteil (12) unter gleichmäßigem Druck über die gesamte FIa-!

" ehe gegen die Metallschicht (19) des zylinderförmigen Metall- ! kerns (18 oder 27) gedrückt wird, wofür eine zylinderförmige Blase (23) eines Druckgefäßes (22) eingesetzt wird. ;

19. Herstellungsverfahren des Rotors mit geringem Trägheitsmoment ^: nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß dieser durch eine Bandagierung der Wicklung (12) über eine durch Elektrolysebehandlung aufgebrachte Metallschicht (32)vervollständigt wird, wobei die Isolierstoffauflage (31) dieser Wicklung vorher metallisiert wird.

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